Paper Loss Circulation

5/27/2018 Paper Loss Circulation

1/14

JTM Vol. XVIII No. 4/2011

197

EVALUASI PENGGUNAAN GLASS BUBBLE SPHERE PADA

SUMUR-X

Bonar Tua Halomoan Marbun1, Peter Benson

1, Satria Kumala Putra

2, Samuel Zulkhifly

2

Sari

Jenis baru fluida pemboran untuk pemboran underbalance telah berhasil dikembangkan dan telah berhasil digunakandi lapangan. Fluida pemboran ini memanfaatkan hollow glass sphere (HGS), biasanya dikenal dengan glass bubble

yang digunakan untuk mereduksi densitas supaya berada di bawah densitas base mud dan menjaga kompresibilitasdari fluida pemboran. Dari hasil uji lapangan glass bubble dapat diaplikasikan dan dicampur pada kondisi normaldari pemboran, juga cocok dengan fluida pemboran dan peralatan konvensional, bit, dan perlengkapan pengatur

kadar padatan dengan sedikit sekali efek negatif. Keuntungan lain menggunakan fluida ini adalah tingginya kecepatanpenetrasi pemboran, mengurangi kerusakan pada formasi dan menanggulangi loss circulation. Jika dibandingkandengan pemboran aerasi maka kita dapat mengeliminasi kompresor sehingga hal ini akan membuat glass bubble lebihmurah selain itu penggunaan lumpur ini juga memungkinkan dilakukannya MWD. Pada paper ini akan dibahasmengenai fungsi dari glass bubble sebagai materi yang mereduksi densitas dalam kaitannya dengan penanggulangan

loss circulation pada Sumur X-05 dan X-06 yang berada dalam satu cluster. Dari data yang ada, akan dibandingkan

performance dari fluida pemboran dengan menggunakan indeks Mud Quality Index (MQI) yang terbaru dimanametode ini akan membandingkan performa dari masing-masing sumur dengan perlkuan yang berbeda. Di masa depandiperlukan penelitian lebih lanjut agar loss yang terjadi dapat diminimalkan.

Kata kunci: glass bubble, loss circulation, indeks kualitas lumpur

AbstractA new class of underbalanced drilling fluid has been developed and was recently field tested. The fluid utilizes hollow

glass sphere (HGS), also known as glass bubble, to decrease the fluid density to below that of the base mud whilemaintaining incompressibility. The field tests demonstrated that glass bubble drilling fluids can be easily and safetymixed under field operating conditions, compatible with conventional drilling muds and rig equipment, and can becirculated through conventional mud motors, bits, and solid control equipment with little detrimental effect on either

mud or equipment. Potential benefit of using this fluid include higher penetration rate, decrease formation damage,

and lost circulation mitigation. When used in place of aerated fluid they can eliminate compressor usage and allowmud pulse MWD tools. This paper will mainly discuss about the used of glass bubble in well X-05 and X-06 in case toovercome total loss circulation that exist in the same cluster. From the data given, the lattest Mud Quality Index (MQI)method will be used to compare diffrent well and diffrent treatment. In fact, it will need research to minimizing fluidloss as low as we can achieve.

Keywords: total loss circulation, glass bubble, mud quality index

1)Kelompok Keahlian Teknik Pemboran, Produksi dan Manajemen Migas, Fakultas Teknik Pertambangan danPerminyakan, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesa No. 10 Bandung 40132, Telp : +62-22-2504955, Fax.: +62-22-2504955, Email: [email protected]

2)Pertamina Upstream Technology Center, Jl. Prof. Dr. Satrio No. 16 Jakarta 12950

I. PENDAHULUANTotal losscirculationsering terjadi pada formasikarbonat, diantaranya adalah Formasi mid mean

carbonat. Hal ini akan sangat merugikan sekaliketika formasi sedang menembus formasi ini.

Sebagai contoh, waktu yang diperlukan untukmenanggulangi total loss circulation dan akibatyang muncul akibat total loss circulation(misalnya: reaming, trip, stuck pipe, fishing job).

Selain waktu yang cukup lama untukmenanggulangi total loss circulation, dibutuhkanjuga biaya yang banyak akibat dari pemakaian

loss circulating material (LCM), semen, biayauntuk penyemenan, biaya tambahan untuk sewaperalatan maupun jasa seperti rig, MLU, Mud

Eng, dan Top Drive.

Penggunaan glass bubble diharapkan sekali

dapat meningkatkan performa dari fluidapemboran sekaligus mengeliminasi biaya yangtidak produktif. Setelah mengaplikasikan glassbubble ini di lapangan bukan berarti tugas kitatelah selesai sebagai engineer, tetapi lebih

daripada itu diharapkan terus dilakukan evaluasiyang mendalam terhadap performance sumuryang digunakan sehingga ke depannya pemboran

akan berjalan efektif dan dapat menghematbiaya. Salah satu metode untuk mengevaluasi

kinerja dari lumpur pemboran yang kita gunakanadalah metode mud quality index (MQI) yangterbaru, di mana dengan metode ini kita dapatmembandingkan kinerja dari lumpur yang kita

gunakan dengan lapangan lain yang berbeda jauhataupun berbeda lokasi tanpa terhalang olehfaktor kompleksitas dari sumur.

II.MID MEAN CARBONATESebelum kita beranjak lebih jauh dalampembahasan evaluasi penggunaan glass bubblepada sumur X, kita akan mengawalinya dengan

pokok persoalan yang menyebabkan penggunaan

glass bubble di lapangan. Pada kenyataannyaformasi ini sangat merugikan karenakemungkinan terjadi total loss circulationketika

menembus formasi ini cukup besar. Berdasarkanproses pembentukannya batuan karbonat


2/14

Bonar Tua Haloman Marbun, Peter Benson, Satria Kumala Putra, Samuel Zulkhifly

198

termasuk kedalam batuan sedimen, dimanabatuan ini terbentuk sebagai akibat pengendapan

material-material dari batuan beku. Selain itubatuan karbonat juga termasuk kedalam batuansedimen non klastik yang merupakan batuan

yang terbentuk dari proses kimiawi yaitu

material yang larut dalam air, terutama air laut.Lingkungan pengendapan dari mid main

carbonat ini pada low energy edge shelf sampaidengan outer energy edge shelf. Hal ini berartibahwa batuan mid main carbonate terbentuk

pada lingkungan marine dimana daerah lowenergy shelf merupakan daerah lautan dalamsedangkan high energy shelfmerupakan daerah

batas benua dengan daerah marine. Batuan inimemiliki karakteristik berupa porositasintergranular dan juga vuggy (Gambar 1). Hal ini

akan membuat batuan karbonat memilikisaluran-saluran dan gerowong-gerowong yang

apabila dilalui oleh fluida pemboran maka akanmenyebabkan sebagian atau banyak fluidapemboran yang mengalir pada daerah tersebut.

Gambar 1. Porositas pada batuan karbonat

III. LUMPUR PEMBORAN

Keberhasilan operasi pemboran sangatbergantung pada fluida dari pemboran.

Sehubungan dengan pengaplikasian glassbubble sebagai aditif non reaktif ke dalam

base mud yang kita gunakan, penting bagikita untuk mengenal aditif dan komponenyang terdapat dalam lumpur pemboran.Fungsi utama dari fluida pemboran iniantara lain mengimbangi tekanan formasi,melumasi bit, dan media pengangkatancutting ke permukaan. Secara umum

lumpur pemboran dapat dipandang

mempunyai empat komponen atau fasaantara lain:a. Fasa cair

Ini dapat berupa minyak atau air. Air dapat

pula dibagi dua, tawar dan asin. Tujuh puluhlima persen lumpur pemboran menggunakan

air. Sedang pada air dapat pula dibagimenjadi air asin tak jenuh dan jenuh. Istilah

oil-base digunakan bila minyaknya lebih dari95%. Invert emulsions mempunyai komposisiminyak 50 -70% (sebagai fasa kontinu) dan

air 30 - 50% (sebagai fasa terdispersi).

b. Reactive solidsPadatan ini bereaksi dengan sekelilingnyauntuk membentuk koloidal. Dalam hal iniclay air tawar seperti bentonite menghisap

(absorp) air tawar dan membentuk lumpur.Istilah "yield" digunakan untuk menyatakanjumlah barrel lumpur yang dapat dihasilkan

dari satu to clay agar viskositas lumpurnya 15cp. Untuk bentonite, yieldnya kira-kira 100bbl/ton. Dalam hal ini bentonit mengabsorp

air tawar pada permukaan partikel-partikelnya, hingga kenaikan volumenya

sampai 10 kali atau lebih, yang disebut"swelling" atau "hidrasi". Untuk salt waterclay (attapulgite), swelling akan terjadi baikdiair tawar atau di air asin dan karenanya

digunakan untuk pemboran dengan "saltwater muds". Baik bentonite ataupunattapulgite akan memberi kenaikan viskositas

pada lumpur. Untuk oil base mud, viskositasdinaikkan dengan penaikan kadar air danpenggunaan aspal.

c. Inert solids (zat padat yang tidak bereaksi)Biasanya berupa barit (BaSO4) yang

digunakan untuk menaikkan densitas lumpur,ataupun galena atau bijih besi. Inert solidsdapat pula berasal dari formasi-formasi yang

dibor dan terbawa lumpur seperti rijang, pasiratau lempung non swelling, dan padatan-padatan seperti ini secara tidak sengaja

memberikan kenaikan densitas lumpur danperlu dibuang secepat mungkin (bisamenyebabkan abrasi, kerusakan pompa dll).

d. Fasa kimiaZat kimia merupakan bagian dari sistem yangdigunakan untuk mengontrol sifat-sifat

lumpur, misalnya dalam dispersion(menyebarnya partikel-partikel lempung)atau flocculation (berkumpulnya partikel-partikel lempung). Efeknya terutama tertujupada peng "koloid"an lempung yang

bersangkutan. Banyak sekali zat kimia yangdigunakan untuk menurunkan viskositas,mengurangi water loss, dan mengontrol fasakoloid (disebutsurface active agent). Zat-zatkimia yang mendispersi (thinner =

menurunkan viskositas/mengencerkan).

IV. ADITIF LUMPUR PEMBORANDi dalam fluida pemboran terdapat aditif-aditifdengan fungsinya masing-masing fungsi, fungsi-fungsi aditif tersebut antara lain 1. Fluid losscontrol: menjaga integritas lubang danmengurangi fluid loss dalam formasi produktif,contoh wyoming bentonite, starch, CMC, X-C


3/14

Evaluasi Penggunaan Glass Bubble Sphere pada Sumur-X

199

Polymer 2. Thinner (pengencer), contoh: air,phospates, lignins, dan tannin 3. weighting agent

(bahan-bahan pemberat): Memiliki specifygravity yang tinggi untuk menaikan densitasfluida, contoh: barite, galena, calcium carbonat,

brine solution 4. pH adjuster (pengatur pH):

Untuk menetralkan pH, dikarenakan padaumumnya aditif bersifat asam, contoh: Sodium

Hydroxide (caustic soda), potassium Hydroxide,calcium h ydroxide. 5. Lost CirculationMaterials: Aditif yang ditambahkan untuk

mencegah lost circulation, contoh: fibrousmaterial, walnut shell dan ground mica.

V. LOW DENSITY AGENT (LDA) ATAUGLASS BUBBLE SPHERE

Hampa, uniseluler, soda-lime borosilikat glassmerupakan materi yang sangat unik (Gambar 2).Ukuran partikelnya bervariasi antara 8 sampai

dengan 125 mikron dan 90% ukurannya adalah8-85 micron (Gambar 3). Aditif ini mempunyaiketebalan dinding rata-rata sebesar 1-2 mikron

(Gambar 4). Berdasarkan fungsinya, glassbubble sphere dapat dikategorikan sebagai losscirculationmaterial (Gambar 5)dan juga sebagai

penurun densitas. Material pembentuk glassbubble sphere terdiri dari Soda Lime BoroSilicate Glass (SiO2, CaO, B2O3, NaO2).

Gambar 2. Bentuk fisikglass bubble sphere

(Burnett, 2003)

Gambar 3. Distribusi ukuran partikel (Burnett,

2003)

Gambar 4. Ketebalan dindingglass bubble

(Mashar, 2011)

Gambar 5. Efek padazona loss(Burnett, 2003)

5.1 Komponen Pembentuk Glass bubbleSphere


4/14


200

Ada beberapa komponen dalam pembuatanglassbubble, diantaranya adalah:

1.Silika sebagai pemberi warna bening padaglass bubble

2.Diboron trioksida sebagai zat yangmemperkuat ikatan kaca

3.Soda sebagai zat untuk menurunkan titikdidih silica4.Kapur zat yang digunakan sebagai pelindung

dari kaca agar kaca tidak bereaksi denganzat-zat lainnya.

5.2 Silika

Secara kimia, material silikat yang paling

sederhana adalah silikon dioksida atau silica(SiO2). Secara struktur membentuk ikatan 3dimensi yang dihasilkan ketika setiap sudut dari

atom oksigen dalam tetrahedron saling berikatandengan atom oksigen lain yang berdekatan.

Akibat hal tersebut material ini bersifat netraldan mempunyai struktur elektronik yang stabil.Dibawah kondisi ini, perbandingan antara atomSi dan O adalah 1 : 2, sesuai dengan rumus

kimianya (Gambar 6).

Gambar 6. siliconoxygen tetrahedron (SiO44-

)(Callister, 2007)

Jikatetrahedral ini disusun maka akan terbentuk

struktur kristal. Terdapat tiga bentuk kristal yangdapat terbentuk antara lain : kuarsa, kristobalit,dan tridimit. Strukturnya menjadi berantakan dan

terbuka. Atomnya juga tidak terbungkus denganrapi. Sebagai akibatnya silika kristal mempunyaidensitas yang rendah sebagai contohnya kuarsa

yang mempunyai densitas 2,65 gr/cm3.

Ikatanantar atomnya mempunyai temperatur yangtinggi untuk memutuskannya yaitu 17100C.

5.3 Kaca Silika

Silika dapat juga dibentuk tanpa struktur kristalatau bisa dikatakan kaca. Kaca silikamempunyai penyebaran atom yang merata yangmerupakan karakteristik dari fluida. Bahan dasar

pembuatan kaca silika yang terbaik adalahdengan menggunakan SiO4

4-. Perlu ditambahkanoksida lainnya seperti B2O3 dan GeO2 untuk

pembentuk ikatan. Kaca inorganik seperti kacayang digunakan pada kontainer, jendela, danjuga kaca silika juga ditambahkan material

seperti CaO dan Na2O. Oksida ini tidak

membentuk ikatan berupa polyhedral.Sebaliknya oksida ini memperbaiki ikatan antarSiO4

4-, untuk itulah oksida ini dapat dikatakan

sebagai pengubah ikatan (Gambar 7).

Gambar 7. Kristal ikatan (SiO44-

) (Callister,2007)

Gambar 8. Struktur kaca sodium silica (Callister,2007)

5.4 Kalsium Oksida

Disebut juga kapur atau kapur bakar, biasa

digunakan pada reaksi-reaksi kimia. Berwarnaputih, sangat merusak, bersifat alkali kristalindan berbentuk padatan pada suhu kamar.

Kalsium oksida biasanya dibuat dengandekomposisi secara termal dari batu kapur yangmengandung kalsium karbonat (CaCO3) padadapur pengering. Hal ini dapat dijalankan denganmemanaskan hingga mencapai suhu 8250C,

prosesnya dinamakan calcination ataupembakaran kapur, untuk membebaskan molekulCO2. Kapur ini tidak stabil dan ketika

didinginkan secara spontan akan bereaksi dengan

CO2 dari udara maka akan kembali ke bentukkalsium karbonat.

5.5 Sodium Karbonat

Dikenal juga sebagai soda pembersih atau abu

soda, Na2CO3 adalah garam sodium dari asam


5/14


201

karbonat. Zat ini dapat diekstraksi dari berbagaimacam abu tanaman. Secara sintetis dibuat dari

garam dapur dan batu kapur dengan proses yangdinamakan solvay. Industri gelas merupakanaplikasi terpenting dari zat ini.

Ada beberapa cara untuk menghasilkan zat ini,diantaranya:

1. Metode Nicolas Leblanc:NaCl + H2SO4Na2SO4+ 2 HCl

Na2SO4+ CaCO3+ 2 C Na2CO3+ 2 CO2

+ CaS

2. Proses Solvay:2 NaHCO3 Na2CO3+ H2O + CO2CaO + H2O Ca(OH)2Ca(OH)2+ 2 NH4Cl CaCl2+ 2 NH3 + 2

H2O

5.6 Diboron TrioksidaZat ini merupakan salah satu oksida dari Boron.

Berwarna putih, berupa kaca padatan yangmemiliki formula B2O3. Banyak dijumpai dalambentuk kaca, meskipun demikian zat ini dapat

dikristalkan dengan proses pendinginan. Zat inimerupakan salah satu zat yang paling sulit untukdikristalkan.

Kaca boron oksida dibentuk dari cincin boroxol

yang mempunyai 6 komponen, yaitu 3 kordinatboron dan 3 kordinat oksigen. Model ini masihmerupakan kontroversi, tetapi karena belum adamodel yang mendeskripsikan densitas yang

tepat.

Boron trioksida dibuat dengan perlakuan

terhadap asam sulfat dan tungku pencampuran.Asam boraks akan dibentuk menjadi uap air danasam metaborik HBO2pada suhu sekitar 170

0C

dan pemanasan sampai dengan suhu 3000C akan

menghasilkan Boron Trioksida. Reaksinyaseperti dibawah ini:

H3BO3 HBO2+ H2O

2HBO2 B2O3+ H2O

5.7 Komponen TambahanCullet: merupakan pecahan-pecahan kaca ataukaca yang berasal dari produk tak lolos quality

control. Cullet berfungsi untuk menurunkantemperatur leleh dari bahan baku. Cullet yangdiumpankan sebanyak 25% dari total bahanbaku.

Borax: menurunkan koefisien ekspansi dan

menaikkan ketahanan terhadap bahan kimia.

Feldspar: mempunyai formula umum: R2O,Al2O, 6 SiO2di mana R2O dapat berupa Na2O

abu K2O abu campuran dari kedua oksidasitersebut.

Bahan stabilizer: merupakan bahan yang

mampu menurunkan kelarutan di dalam air,tahan terhadap serangan bahan kimia lain

termasuk materi-materi lain yang terdapat diatmosfer. Contoh bahanstabilizer:1. Kalsium karbonat, membuat produk akhir

menjadi tidak larut di dalam air.

2. Barium karbonat, meningkatkan beratspesifik dan indeks bias.

3. Timbal oksida, membuat produk menjaditransparan, mengkilat, dan memilikiindeks

bias yang tinggi.4. Seng oksida, membuat gelas tahan terhadap

panas yang mendadak, memperbaiki sifat-sifat fisik dan mekanik, dan meningkatkanindeks bias. Aluminium oksida,

meningkatkan viskositas gelas, kekuatanfisik, dan ketahahan terhadap bahan kimia.

VI. PROSES PEMBUATAN GLASSBUBBLE SPHERE

Setelah mengetahui komponen-komponen

penyusun glass bubblesphere, maka pembuatandari glass bubble sphere sangat mirip sekalidengan proses pembuatan kaca untuk kebutuhan

sehari-hari, yang membedakan hanyalah prosespembentukannya.Sebelum kita menuju proses pembuatan ada

beberapa sifat-sifat fisik dari kaca yang perlu

diketahui dalam kaitannya pembentukan materialtersebut,sifat-sifat fisik ini penting untuk

diketahui untuk memaksimalkan hasil yangdiperoleh dari pembuatan kaca tersebut. Sifatfisik tersebut antara lain:

1. Melting Point: Temperatur dimana viskositasmencapai 10 Pa-s (100 P); pada kondisi inikaca bisa dianggap sebagai fluida.

2. Working Point: Temperatur dimana vikositasbernilai 10

3 Pa-s (10

4P); kaca akan mudah

dibentuk pada viskositas ini.

3. Softening Point: Temperatur dimanaviskositas bernilai 4 x 10

6 Pa-s (10

7P);

merupakan temperatur maksimum dimanalembaran gelas dapat dibentuk tanpamenyebabkan beberapa perubahan.

4. Annealing Point: Temperatur dimanaviskositas bernilai 10

12 Pa-s (10

13P); pada

tempratur ini, penggabungan atom-atomberlangsung secara cepat dimana stress yang

tersisa dapat dihilangkan dalam waktu sekitar15 menit.

5. Straint Point: Tempertatur dimana viskositasbernilai 3 x 10

13 Pa-s (3 x 10

14P); untuk

tempratur dibawah straint point, akan terjadiretakan pada permulaan perubahaan secara

plastik. Temperatur transisi gas akan beradadiatas straint point.

Dalam pembuatan kaca diperlukan penurunantekanan yang optimum dan sangat dihindari


6/14


202

terjadinya kristal (Gambar 9). Terdapat beberapajenis kaca yang umum pada industri-industri,

Gambar 10 menunjukan sifat-sifat fisik beberapamaterial.

Gambar 9. Karakteristik gelas dan kristal

(Callister, 2007)

Gambar 10. Sifat-sifat fisik gelas (Callister,2007)

Setelah mengetahui temperatur optimum dalampembuatan glass, maka akan mudah untuk kitamelakukan atau mendapatkan bentuk yang kita

inginkan. Proses tersebut antara lain:1. Persiapan bahan baku (batching)

Pada tahap ini dilakukan penggilingan,

pengayakan bahan baku serta pemisahan daripengotor-pengotornya. Serbuk bahan bakuditimbang sesuai komposisi, termasuk bahan-

bahan aditif lain yang diperlukan seperti zatpewarna atau zat-zat sesuai dengan produkkaca yang dikendaki. Pengadukan campuran

bahan baku dalam suatu mixer dilakukan agarcampuran menjadi homogen sebelumdicairkan.

2. Pencairan (melting/fusing)Bahan baku yang sudah homogen, diayakdahulu sebelum dimasukkan ke dalam tungku

(furnace) bersuhu sekitar 1500oC sehingga

campuran akan mencair. Selama prosespencairan, masing-masing bahan baku akan

saling berinteraksi membentuk reaksi-reaksikimia berikut:

Reaksi-reaksi penguraian:

Na2SO3 Na2O + CO2

CaCO3 CaO + CO2

Na2SO4 Na2O + SO2

MgCO3.CaCO

3 MgO + CaO + 2CO

2

Reaksi antara SiO2 dengan Na2CO3 pada suhu

6300C 780

0C

Na2CO3+aSiO2 Na2O.aSiO2 + CO2

Reaksi antara SiO2 dengan CaCO3 pada suhu

600oC

CaCO3+bSiO2 CaO.bSiO2 + CO2

Reaksi antara CaCO3dengan Na2CO3pada suhudi bawah 600

oC

CaCO3+ Na2CO3 Na2Ca(CO3)2

Reaksi antara Na2SO4 dengan SiO2 pada suhu884

oC

Na2SO4+ nSiO2 NaO.nSiO2 + SO2+ 0.5O2

Reaksi utama:

aSiO2 + bNa2O + cCaO + dMgO

aSiO2.bNa2O.cCaO.dMgO

3. Pembentukan (forming/shaping)Bahan kaca yang berbentuk cair lalu dialirkan kedalam alat-alat yang berfungsi untuk membentukkaca padat sesuai yang diinginkan. Ada beberapa

jenis dalam proses pembentukan kaca:1. Proses Fourcault

Bahan cair dialirkan secara vertikal ke atas

melalui sebuah bagian yang dinamakan"debiteuse". Bagian ini terapung dipermukaan kaca cair dengan celah sesuai

dengan ketebalan kaca yang diinginkan. Diatas debiteuse terdapat bagian sirkulasi airpendingin yang akan mendinginkan kaca

hingga 650 670oC. Pada suhu tersebut kaca

berubah menjadi pelat padat dan akanbergerak dengan didukung oleh roda pemutar

(roller) yang menarik kaca tersebut ke atas.2. Proses Colburn (Libbey-Owens)

Jika proses Fourcault, gerakan kaca

berlangsung secara vertikal, maka padaprosesColburn kaca akan bergerak secaravertical kemudian diikuti gerakan horizontal

setelah melewati roda-roda penjepit yangmembentuk leburan gelas menjadi lembaran-lembaran.

3. Proses Pilkington (float process)Bahan cair dialirkan ke dalam sebuah kolam

berisi cairan timah (Sn) panas. Kecepatanaliran bahan cair ini merupakan pengaturtebal tipisnya kaca lembaran yang akandiproses. Kaca akan mengapung di atas

cairan timah karena perbedaan densitas diantara keduanya. Kaca ini tetap berupa cairan


7/14


203

dengan pasokan panas yang berasal daripembakar di bagian atas kolam. Pengendalian

temperatur di dalam kolam dilakukan agarkaca tetap rata di kedua sisinya serta pararel.Bahan yang biaanya digunakan untuk

keperluan ini adalah gas nitrogen murni.

Selanjutnya, aliran kaca melewati daerahpendinginan (masih di dalam kolam) dan

keluar dalam bentuk kaca lembaran bersuhu600o C.

4. Proses tiup (blow)Proses ini digunakan untuk membuat botolkaca, gelas kemasan, atau aneka bentuk kacaseni lainnya.

5. Proses Foaming (Gambar 11)Cara ini merupakan cara untuk pembuatanGlass bubbleSphere dimana udara hasil dari

pembakaran berupa CO2 akan dimanfaatkanuntuk pembentukan kaca yang berbentuk

bola-bola kecil yang kemudian dapatdimanfaatkan untuk aditif lumpur Pemboran(Gambar 12).

Gambar 11. Proses pembuatan foaming glass

(Laimbock, 1998)

Gambar 12. Proses masuknya udara ke dalamgelas (Laimbock, 1998)

6. AnnealingFungsi tahapan ini adalah untuk mencegahtimbulnya tegangan-tegangan antar molekul

pada kaca yang tidak merata sehingga dapatmenimbulkan kepecahan. Termasuk kedalam

tahap ini adalah proses pendinginan.

VII. KEUNTUNGAN GLASS BUBBLESPHERE

Struktur kimia ini sangat stabil sehingga tidakdapat dipecahkan (insoluble) dalam air maupun

minyak serta bersifat non-compressible. Sifatalkalinitasnya yang rendah membuat glassbubble sphere cocok dengan sebagian besar

resin. Glass bubble sphere berbentuk bulatsempurna (spherical) dengan luas permukaanyang minimum sehingga meningkatkan aliran

dan non abrasive (Ball Bearing Effect).

Glass bubble sphere mampu menghasilkan

densitas 0,38 0,66 gr/cc. Keuntungan lain dariglass bubble sphere yaitu incompressible

sehingga mampu menghasilkan densitas yangstabil, bisa digunakan untuk measurement whiledrilling (MWD), menjaga kesatabilan lubangbor, mempunyai hole cleaning yang baik,

meminimalisasi differential sticking, mengurangilosscirculation, mengurangi kerusakan formasi,mudah diproses, dan compatible / cocok dengan

surface cleaning equipment (Solid controlequipment)

VIII. APLIKASI GLASS BUBBLE SPHEREDI LAPANGAN

Di lapangan, Glass bubble sphere digunakan

dengan mencampurkan base mud dengan aditifglass bubblesphere pada hopper (Gambar 14).

Gambar 14. Prinsip low density agent (Arco et

al., 2000)

Proses pencampurannya terdiri dari dua cara,

cara pertama adalah dengan mencampurkannyasecara gravitasi kedalam mixing tank sedangkancara kedua adalah dengan menggunakan

diaphragm pump yang dihubungkan ke dalamhopper. Kedua cara tersebut telah berhasildigunakan namun apabila menggunakan cara

pencampuran secara gravitasi akan banyakmenghemat waktu. Prosedur denganpencampuran secara gravitasi adalah sebagai

DrillingFluid

GlassBubbles LDDF+


8/14


204

berikut, pertama bag (Gambar 15) yang berisiglass bubble spheredidatangkan.Bagini dilapisi

dengan polyethilene plastic film untukmelindungi dari air hujan. Segera setelah itudialirkan kedalam mixing tankdengan dialirkan

udara ke dalamnya (Gambar 16) untuk

memudahkannya bergerak. Dengan metoda iniakan terjadi pentransportasian material sejumlah

700 lb bag dalam waktu 6 menit. Segera setelahada kontak dengan lumpur pada hopper (Gambar17) maka glass bubble sphere akan segera

menyebar. Cara kedua adalah denganmenggunakan diaphragm pump (Gambar 18)yang dilengkapi suction wand yang digunakan

untuk memudahkan glass bubble sphere untukbergerak ke dalam mixing hopper. Ternyataglass bubble sphere yang masuk ke dalam

hopper tidak terlalu banyak dan tidak kontinusehingga akan memakan lebih banyak waktu,

namun metoda ini memiliki keuntungan dimanapemasangan diaphragm pump cukup mudah.

Gambar 15. Bagglass bubble sphere(Devadass,2010)

Gambar16. Pengaliran udara (Devadass, 2010)

Gambar 17. Glass sampai pada Hopper(Devadass, 2010)

Gambar 18. Diaphragm pump (Devadass, 2010)

IX. METODOLOGI PENELITIAN9. 1 Pencarian Pengukuran Performance dari

Fluida PemboranSelama beberapa tahun belakangan telah banyak

usaha untuk menemukan Indeks KunciPengukuran Performa (KPI) yangmemungkinkan untuk melakukan perbandingan

aktivitas pemboran pada lokasi yang berbeda.Pada kasus dimana tidak model dari fluidapemboran yang telah dapat diterima secara

universal dan pengukuran terhadap aktivitas initelah menuntun pada cara mudah untuk

mendapatkan cost/m atau cost/m3 per setiapinterval yang dibor pada basis kampanye darisumur pada suatu lapangan tertentu.

Biaya untuk fluida pemboran berkisar antara 5-25% dari biaya total pembangunan. Jika kita


9/14


205

melanjutkan pada indeks harga tradisionalkemudian pada bagian bawah dari range ini tidak

ada rangsangan untuk mengurangi biaya ini danuntuk itu tidak ada penggerak untuk mengukurpeningkatan perfrmance dari banyak lokasi kita.

Penggerak untuk meningkatkan performaterletak pada dampak pada sumur secarakesluruhan dan pengembangan lapangan yangekonomis dalam kaitannya dengan Non

Productive Time(NPT) dan penundaan produksidan ini bisa menjadi sangat signifikan.

Dari data yang ada, akan ditentukanMud QualityIndex (MQI) dari masing-masing sumur denganlangkah-langkah berikut ini:

1. Tentukan Perkirakan Kualitas LumpurTerbaikBiaya lumpur untuk sumurdiasumsikan sama dengan biaya aktual

yang digunakan untuk bahan kimia lumpurpemboran dengan tidak adanya bahan yangterbuang dari pengontrolan bahan kimia

pada lapanganQMC = Mud Chemical Cost(MCC) + Waste Disposal Cost (MWC) +Equipment/Engineering Cost

2. Tentukan Actual Drilling Mud CostQMC = Mud Chemical Cost (MCC) +Waste Disposal Cost (MWC) +

Equipment/Engineering Cost3. TentukanMud Related NPT Cost

Shell Well Engineers Data Model (EDM)versi 2006 mengidentifikasi 4 level pada

NPT yang menyangkut pada problem darilumpur antara lain:

Masalah yang berhubungan dengan lumpur:

1.Lost Circulation - Formation2.Lost Circulation Self induced3.Bore Hole

4. Actual Drilling Chemical CostTermasuk ke dalam biaya ini adalah bahankimia pembersihan lubang sumr dan jugabiaya servis.

5. MenentukanMud Impairment Cost(MDC)Biaya ini adalah biaya yang terbuang akibattertundanya produksi. Biaya terbuang ini

dapat diakibatkan oleh biaya untuk fracturedalam kaitannya untuk penanggulangandamage. Tetapi dikarenakan tidak ada

waktu untuk penanggulangan damage makaMDC = 0.

6. Mud Quality Index(MQI)MQI =

()

Dari prosedur di atas akan dibandingkan keduasumur yang memiliki perlakuan yang berbeda

terutamaq dalam penggunaanglass bubble.

Prosedur perhitungan selengkapnya dari MQI

dapat dilihat pada Gambar 19.

Gambar 19. Diagram alir penentuan MQI (Osode et al., 2007)


10/14


206

X. HASIL DAN PEMBAHASAN10.1 Evaluasi Hasil Pemakaian LDA dalam

Sistem Lumpur LDMPemboran lapisan MMC di Sumur X-06

dilakukan dengan menggunakan pahat PDC 6 +

BHA DD + MWD sedangkan lumpur yangdigunakan adalah sistem LDM .Jenis LDA yang

digunakan adalahHGS 8000X. Hasil penggunaanLDAdi sumur RDL-06 dalam pemboran trayek6.

1.SG lumpur yang digunakan 0,83 0,85, ratedynamic loss 0,2-0,3 bpm, sedangkan ratestatic loss0,18 bpm. Total lumpur yang hilang

selama pemboran lapisan MMC sampaipenyemenan liner 4-1/2 adalah 912 bbls(lumpur yang hilang selama pemboran trayek

6 yaitu 514 bbls selama 28 jam). Dalampemboran ini masih terjadi loss circulation

meskipun sudah menggunakan LDMdikarenakan SG yang digunakan adalah 0.84sedangkan hasil perhitungan SG yangdiharapkan berdasarkan tekanan reservoir

sumur-sumur referensi adalah 0,747 0,788.

Hal ini masih lebih baik dibandingkan dengan

pemboran sumur sebelumnya (X-05) dimanaterjadi total loss circulation (tidak ada aliranbalik sama sekali) yang harus ditanggulangi

dengan pemompaan LCM sebanyak 38 kali

dengan berbagai jenis LCM dan konsentrasiserta penyemenan plug balance sebanyak 5

kali namun tetap belum berhasil mengatasitotal loss circulation.

2.Pemboran lapisan MMC sumur X-06 denganlumpur LDM jauh lebih cepat dibandingkandengan pemboran lapisan MMC sumur X-05dengan lumpur KCl Polymer. Perbandingan

waktu pemboran untuk sumur X-06 dan X-05dapat dilihat di Tabel 1 dan 2. Dari Tabel 1dan 2 terlihat perbedaan waktu yang sangat

signifikan dimana untuk sumur X-06 hanyamemerlukan waktu 102 jam sedangkan untuk

sumur RDL-05 memerlukan waktu 911 jam(286,5 jam untuk combating loss, semen plug34,5 jam).

Tabel 1. Waktu pada setiap kegiatan Sumur X-06

No. Activity Status Code Hours Days

1Drilling Actual PT 2a 30,5 1,27

2 Circ-Hole Clean PT 5a 11,5 0,48

3 Circ-Cond Mud PT 5b 3,5 0,15

4 Trips-Drilling BHA PT 6a 25,5 1,06

5 Prepare BHA PT 6c 1,0 0,04

6 Wireline-Prep PT 11a 2,0 0,08

7 Wireline Job PT 11b 6,0 0,25

8 Pipe Sticking NPT 20c 18,0 0,75

9 NPT-Operator Material/tools NPT 21f 4,0 0,17

Total 102,00 4,25

Tabel 2. Waktu pada setiap kegiatan pada Sumur X-05

No. Activity Status Code Hours Days

1Drill actual

PT 2a 62,0 2,58

2Reaming PT 3 155,0 6,46

3 Circulate Hole Clean PT 5a 3,5 0,15

4 Trip - Drilling BHA PT 6a 24,0 1,00

5 Trip - Prepare BHA PT 6c 1,0 0,04

6 Cut off Drilling Line PT 9 2,0 0,08


11/14


207

7 Cement Plug Back PT 18 34,5 1,44

8 Combating Loss NPT 20a 286,5 11,94

9 Pipe Sticking NPT 20c 206,5 8,60

10 Fishing Job NPT 20d 116,5 4,85

11 NPT - Top Drive NPT 21e 1,5 0,06

12 NPT - Operator Material/tools NPT 21f 18,0 0,75

Total 911,00 37,96

3.Biaya pemboran lapisan MMCdi sumur X-06jauh lebih murah dibandingkan dengan sumurX-05. Untuk sumur X-06 biayanya US $500.607,28 (selama 102 jam) sedangkan untuksumur X-05 biayanya US $ 1.877.754.45(selama 911 jam). Biaya yang sangat mahal ini

adalah akibat dari total loss circulation yangmenyebabkan munculnya permasalahan-permasalahan yang lain yaitu combating loss,stuck pipe, severing job, whipstockuntuksidetrack, danfishing job. Lihat pada Tabel 3 danTable 4.

Tabel 3. Biaya yang dikeluarkan untuk Sumur X-06

NO Jenis Kegiatan Biaya ($) Persentase(%)

1 Lumpur,bahan kimia, dan service 365640,12 73,04

2 Top Drive 14664,53 2,93

3 Directional drilling dan Survey 23205,08 4,64

4 MLU 1980 0,4

5 Pengawasan 1344,76 0,276 Bahan Bakar dan Lubricant 24818,95 4,98

7 Service Line dan Komunikasi 95,24 0,02

8 Kontrak Rig OW - 700/40 68758,59 13,74

Total Biaya 500507,27 100

Tabel 4. Biaya Pemboran Sumur X-05

No. Jenis Kegiatan Biaya ($) Persentase(%)

1 Kontrak Rig NT-45/II 367032,19 19,55

2 Lumpur, Bahan Kimia, dan Engineering Service 225987,46 12,03

3 Bit 23700 1,26

4 Top Drive 127111,98 6,77

5 Whipstock 95000 5,07

6 Fishing Job 35689 1,9

7 Directional Drilling dan Survei 71355,2 3,8

8 Penyemenan Plug balance 56880,6 3,14

9 Back Off Operation 22990,63 1,22


12/14


208

10 Logging GR-CCI untuk Sidetrack 3885,28 0,21

11 Losspada Lubang 622592 33,16

12 MLU 20037,36 1,55

13 Pengawasan 11113,52 0,59

14 Fuel dan Lubricant 176483,24 9,4

15 Service Line dan Komunikasi 6896 0,37

Total 1866754,46 100

4.Nilai MQI yang terbaik adalah yang palingmendekati satu. Apabila terlalu kecil maka

mengindikasikan banyak waktu yang terbuangselama proses pemboran. Apabila nilainyaterlalu besar maka mengindikasikan bahwa

pendesainan sumur tidak baik atau dapatdikatakan memiliki safety factor dalam desainyang terlalu besar.

5.Keberhasilan dari prediksi dengan metode KPIini sangat dipengaruhi oleh desain biaya awalyaitu QMC, dikarenakan biaya ini sebagai

biaya pembanding dan disinilah titik tumpudari penggunaan MQI dengan KPI yangterbaru.

6.Penggunaan KPI ini sangat membantu dalamperhitungan terutama tingkat

kekompleksannya sangat rendah dan dapatmengeliminasi parameter-parameterkekompleksannya.

7.Penggunaan KPI terbaru ini dapat memicuuntuk mengoptimalkan waktu pemboran danmereduksi biaya untuk lumpur pemboran

8.Dari hasil Perhitung MQI didapat bahwasumur X-6 memiliki MQI 0.94 sedangkansumur X-5 bernilai 0.5. Hal ini menunjukan

bahwa kinerjaglass bubbledi lapangan dalammenanggulangi total loss circulation sangatbaik dan dapat mengeliminasi banyak Non

productive Time.

Tabel 5. Properties dari lumpur X-6 denganglass bubble

SG Vis PV YP

Gels 10

sec

Gels 10

Min PH API FL

Mud

Cake

0,83-0,85 50-58 15-17 17-19 6-7 14-16 9 4,9-5,4 1

XI. KESIMPULANKesimpulan dari penelitian ini adalah:

1.Mud Quality Index yang baru dapatmembandingkan performa satu sumur dengansumur lain tanpa terkendala oleh

kekompleksan dari sumur, lokasi, dll.2.Performa glass bubble sphere dalam

menanggulangi loss circulation sudah cukupbaik dan dapat mengeliminasi non productivetime (NPT) pada saat pemboran berlangsung.

3.Perlu penyempurnaan dalam glass bubblesphere baik dari segi materi, diameter, dllsehingga nantinya dapat digunakan untukmenanggulangi total loss circulation.

DAFTAR PUSTAKA

1. Arco, M. J., Blanco, J. G., Marquez, R. L.,Garavito, S. M., Tovar, J. G., Farias, A. F.,and Capo, J. A., 2000. Field Application ofGlass bubble Sphere as a Density-Reducing

Agen, presented at the SPE AnnualTechnical Conference and Exhibition, 1-4October 2000, Dallas, Texas (paper SPE

62899).

2. Burnett, D., Improving Performance of LowDensity Drill in Fluid with Hollow Glass

Sphere , (paper SPE 82276).3. Callister, W.D., 2007. Materials Science and

Engineering an Introduction. Seven Edition,

America.4. Devadass, M., 2010. Tambun Field LDA

Drilling Program, presentation.5. 3M, Product Information, 3M Glass bubbles

HGS Series.6. Drilling Dept., 2010. Standard Operting

Procedur Pemboran.7. Drilling Dept., 2010. Laporan Akhir

Pemboran Sumur RDL-06.

8. Drilling Dept., 2010. Laporan akhirPemboran Sumur RDL-05.

9. Laimbock, P., 1998. Foaming of GlassMelts, Technische Universiteit Eindhoven.

10. Medley, Jr., George, H., William. C., andGarkasi, A. Y., 1995. Use of Hollow Glass

for Underbalance Drilling Fluids, presentedat the SPE Annual Technical Conferenceand Exhibition, 22-25 October 1995, Dallas,

Texas (paper SPE 30500).11. Medley, Jr., George, H., Haston, J. E.,

Richard, L., Martindale, I. D., and Duda, J.


13/14


209

R., 1997. Field Application of Light WeightHollow Glass Sphere Drilling Fluid,

presented at the SPE Annual TechnicalConference and Exhibition, 5-8 October1997, San Antonio, Texas (paper SPE

38637)

12. Osode, P., Mohamed A. F., and Stevenson,E., 2009. Quest for a Pragmatic DrillingFluid Performance Index-Key to ImprovingFluid Performance and Optimising QualityWell Delivery Economics, presented at the

SPE Middle East Oil and Gas Show andConference, 15-18 March 2009, Bahrain,(paper SPE 120646).

13. Quintero, L., 1997. Formation Stability andFormation damage of gas oil in water

emulsion, presented at the 1997 SPEInternational Symposium on Oilfield (paper

SPE 37290).14. Thyagaraju, B. A., Pratap, K. K., Pangtey,

K. S., Trivedi, Y. N., Georges, G. P., Goff,

D. A., and Deadass, M., 2009. Case Study

Using Hollow Glass Microsphere to Reducethe Density of Drilling Fluid in the Mumbai

High, India and Subsequent Field Trial atGTI Catoosa Test Facility, presented at theSPE/IADC Middle East Drilling Technology

Conference & Exhibition, 26-28 October2009, Manama, Bahrain (paper SPE/IADC125702).


14/14


210

Documents

Paper Loss Circulation